本發(fā)明涉及金屬冶煉,公開了一種金屬冶煉設(shè)備用耐熱鋼及制備方法。
背景技術(shù):
1、金屬冶煉設(shè)備對其自身材質(zhì)有著較為苛刻的要求,金屬鎂屬于一種輕質(zhì)金屬結(jié)構(gòu)材料?,具有良好的金屬性能?,能與多種金屬組合生產(chǎn)輕質(zhì)高強(qiáng)度合金材料?,廣泛應(yīng)用于航空、航天、冶金、交通等部門。隨著金屬鎂需求的增加,對鎂冶煉設(shè)備也提出了更高的要求,現(xiàn)有技術(shù)中,制取鎂的主要生產(chǎn)工藝為硅熱法和電解法,在硅熱法煉鎂技術(shù)的工藝裝備中,還原罐是重要的裝備單元,目前金屬鎂冶煉還原罐用鋼主要采用材質(zhì)為zg35cr24ni7sin,并采用離心澆鑄管制作的還原罐,由于這種材質(zhì)的還原罐含有大量貴重的鎳、鉬等元素,爐料價格昂貴,因此生產(chǎn)成本居高不下,由于還原罐工況條件惡劣?,長時間在1180℃~1230℃的高溫及罐內(nèi)抽真空負(fù)壓10pa左右的條件下進(jìn)行周期性生產(chǎn),很容易造成嚴(yán)重的氧化腐蝕以及高溫狀態(tài)下的強(qiáng)度下降,高溫下組織性能不穩(wěn)定等,罐身易發(fā)生蠕變,變形及裂紋,使其過早失效,使用壽命也只有60~70天。還原罐壽命低、價格高是煉鎂業(yè)的一大難題,提高還原罐的綜合性能強(qiáng),延長還原罐的使用壽命,降低還原罐的制造成本已成為鎂冶煉業(yè)的重要課題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種金屬冶煉設(shè)備用耐熱鋼及制備方法,以提高金屬冶煉設(shè)備的綜合性能,延長其使用壽命,降低其制造成本。
2、為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供了一種金屬冶煉設(shè)備用耐熱鋼的技術(shù)方案,如下:
3、一種金屬冶煉設(shè)備用耐熱鋼,所述金屬冶煉設(shè)備用耐熱鋼的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比計為:c:0.35~?0.45%、mn:1.5~2.3%?、si:≤?0.15%?、p:≤?0.025%、s:≤?0.015%、cr:8.5~10.0%?、mo:0.4~1.0%?、n:0.040?~?0.080%、ni:≤0.40%、nb:0.04~0.08%、?al:≤?0.005%?、cu:≤0.25%、ti:≤?0.01%?、zr:≤?0.01%?,余量為fe及不可避免雜質(zhì)元素。
4、進(jìn)一步,所述金屬冶煉設(shè)備用耐熱鋼的室溫下屈服強(qiáng)度rp0.2≥?700mpa,抗拉強(qiáng)度rm?≥?850mpa,延伸率a?≥?12%?。
5、進(jìn)一步,所述金屬冶煉設(shè)備用耐熱鋼在1250℃時,屈服強(qiáng)度rp0.2?≥?12mpa,抗拉強(qiáng)度rm?≥?20mpa,延伸率a?≥?40%?。
6、進(jìn)一步,所述金屬冶煉設(shè)備用耐熱鋼在1250℃,12mpa持續(xù)強(qiáng)度下,持久強(qiáng)度不低于3000小時。
7、本發(fā)明還提供一種金屬冶煉設(shè)備用耐熱鋼制備方法,包括如下步驟:
8、采用eaf電爐或bof轉(zhuǎn)爐加lf精煉加rh真空處理的冶煉工藝,對上述的金屬冶煉設(shè)備用耐熱鋼的原料進(jìn)行冶煉,對其化學(xué)成分范圍進(jìn)行精確控制,經(jīng)連鑄成圓管坯;
9、對所述圓管坯退火處理,退火后,采用斜軋穿孔或熱擠壓的制管方法制作無縫鋼管;
10、采用車底式lpg熱處理爐對定徑后的荒管進(jìn)行正火加回火熱處理。
11、進(jìn)一步,熱處理后對所述鋼管內(nèi)外表面進(jìn)行粗糙度加工,粗糙度為12.5~50μm。
12、進(jìn)一步,所述圓管坯退火處理,采用的退火工藝為870℃?±10℃爐冷。
13、進(jìn)一步,所述采用斜軋穿孔或熱擠壓的制管方法制作無縫鋼管,包括:
14、對所述圓管坯使用環(huán)形加熱爐,加熱溫度控制在1120℃~1180℃;
15、圓管坯采用錐形輥穿孔機(jī)進(jìn)行穿孔后,制成毛管,穿孔時鋼管溫度控制在1150℃~1180℃;
16、使用二輥均整機(jī)對所述毛管進(jìn)行均壁擴(kuò)徑軋制取得荒管,軋管時鋼管溫度控制在1020℃~1150℃;
17、使用五機(jī)架定徑機(jī)對軋制后的荒管進(jìn)行定徑。
18、進(jìn)一步,所述采用車底式lpg熱處理爐對定徑后的荒管進(jìn)行正火加回火熱處理,包括:
19、采用車底式lpg熱處理爐對定徑后的荒管進(jìn)行正火加回火熱處理,正火熱處理溫度控制在1020℃~1050℃,保溫時間為每1mm壁厚1~1.5分鐘,總保溫時間不小于30分鐘,保溫結(jié)束后出爐吹風(fēng)快速冷卻至93℃以下;
20、回火熱處理溫度控制在690℃~710℃,保溫時間為每1mm壁厚3~4分鐘,總保溫時間不小于90分鐘,保溫結(jié)束后出爐空冷至600℃以下,帶溫矯直。
21、本發(fā)明所提供金屬冶煉設(shè)備用耐熱鋼及制備方法,相對于現(xiàn)有技術(shù),通過對鋼化學(xué)成分范圍的選取和控制,通過控制cr、mo、nb、n等合金元素的范圍并嚴(yán)格控制cu、al、ti、zr的上限,保證了金屬冶煉設(shè)備用耐熱鋼良好的室溫力學(xué)性能以及高溫拉伸性能和持久蠕變性能,相對于現(xiàn)有技術(shù)中的鎂冶煉還原罐用耐熱鋼,減少了其材質(zhì)中貴金屬cr和ni的含量,有效降低了鎂冶煉還原罐用耐熱鋼的生產(chǎn)成本;同時通過管坯冶煉、鋼管軋制及熱處理工藝,提高了金屬冶煉設(shè)備的綜合性能,延長了其使用壽命,降低了其制造成本。
1.一種金屬冶煉設(shè)備用耐熱鋼,其特征在于:所述金屬冶煉設(shè)備用耐熱鋼的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比計為:c:0.35~?0.45%、mn:1.5~2.3%?、si:≤?0.15%?、p:≤?0.025%、s:≤0.015%?、cr:8.5~10.0%?、mo:0.4~1.0%?、n:0.040?~?0.080%、ni:≤0.40%、nb:0.04~0.08%、?al:≤?0.005%?、cu:≤0.25%、ti:≤?0.01%?、zr:≤?0.01%?,余量為fe及不可避免雜質(zhì)元素;所述金屬冶煉設(shè)備用耐熱鋼在1250℃時,屈服強(qiáng)度rp0.2?≥?12mpa,抗拉強(qiáng)度rm?≥?20mpa,延伸率a?≥?40%?。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬冶煉設(shè)備用耐熱鋼,其特征在于,所述金屬冶煉設(shè)備用耐熱鋼的室溫下屈服強(qiáng)度rp0.2≥?700mpa,抗拉強(qiáng)度rm?≥?850mpa,延伸率a?≥?12%?。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬冶煉設(shè)備用耐熱鋼,其特征在于,所述金屬冶煉設(shè)備用耐熱鋼在1250℃,12mpa持續(xù)強(qiáng)度下,持久強(qiáng)度不低于3000小時。
4.一種金屬冶煉設(shè)備用耐熱鋼制備方法,其特征在于,包括如下步驟:
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬冶煉設(shè)備用耐熱鋼制備方法,其特征在于,熱處理后對所述鋼管進(jìn)行內(nèi)外表面粗糙度加工,粗糙度為12.5~50μm。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬冶煉設(shè)備用耐熱鋼制備方法,其特征在于,所述圓管坯退火處理,采用的退火工藝為870℃?±10℃爐冷。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬冶煉設(shè)備用耐熱鋼制備方法,其特征在于,所述采用斜軋穿孔或熱擠壓的制管方法制作無縫鋼管,包括:
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬冶煉設(shè)備用耐熱鋼制備方法,其特征在于,所述采用車底式lpg熱處理爐對定徑后的荒管進(jìn)行正火加回火熱處理,包括: